近日，中石化石油化工科學(xué)院有限公司自主研發(fā)的重油高效催化裂解(RTC)成套技術(shù)入選工業(yè)和信息化部公布的第一批先進(jìn)適用技術(shù)名單。該技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)的快速流化床反應(yīng)器與現(xiàn)有催化裂化裝置和煉油流程契合度高，適用于煉油企業(yè)新建催化裂解裝置或改造現(xiàn)有催化裂化裝置，助力燃料型煉廠向化工型煉廠轉(zhuǎn)型升級。
瞄準(zhǔn)劣質(zhì)重油“硬骨頭”
我國原油資源普遍偏重、輕烴含量低，進(jìn)口原油也以重質(zhì)原油為主。劣質(zhì)重油目前已占我國石油化工行業(yè)加工原料的最大份額，原油重劣質(zhì)化的發(fā)展趨勢不可避免。自2019年起，我國原油對外依存度已突破70%，石化產(chǎn)業(yè)資源約束瓶頸將日益凸顯。劣質(zhì)重油高效利用成為能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵，利用劣質(zhì)重油高效生產(chǎn)低碳烯烴具有重要戰(zhàn)略意義。同時(shí)，由于劣質(zhì)重油存量大、成本低，煉化企業(yè)通過催化裂解技術(shù)加工劣質(zhì)重油生產(chǎn)丙烯、乙烯可產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益。
然而，目前的催化裂解技術(shù)存在“啃不動”劣質(zhì)重油的問題，即劣質(zhì)重油用于生產(chǎn)丙烯反應(yīng)過程選擇性差，乙烯和丙烯產(chǎn)率低，而副產(chǎn)物干氣和焦炭的產(chǎn)率卻較高，反應(yīng)過程碳排放量大。這導(dǎo)致劣質(zhì)重油難以作為生產(chǎn)烯烴的原料。
“粗糧細(xì)吃”填補(bǔ)技術(shù)空白
研發(fā)團(tuán)隊(duì)基于對催化裂解過程反應(yīng)化學(xué)、過程強(qiáng)化以及加氫渣油分子水平的新認(rèn)識，以反應(yīng)器為突破口，自主研發(fā)形成了新型高效快速流化床反應(yīng)器。
具體而言，研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用催化裂解反應(yīng)膨脹原理與氣固反應(yīng)流體結(jié)構(gòu)特性，通過獨(dú)特的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得反應(yīng)器具備“擬全濃相、擬均速、擬均一溫度”特征，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器內(nèi)顆粒速度與濃度分布均勻性的調(diào)控和抑制生成的目標(biāo)產(chǎn)物的再轉(zhuǎn)化反應(yīng)，解決了現(xiàn)有劣質(zhì)重油催化裂解技術(shù)傳質(zhì)傳熱效率差、催化反應(yīng)選擇性低等難題。此外，具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器還提高了反應(yīng)過程的選擇性，提升了乙烯和丙烯產(chǎn)率，降低了焦炭產(chǎn)率，提升了汽油產(chǎn)品的品質(zhì)。
在新型高效快速流化床反應(yīng)器取得突破后，研發(fā)團(tuán)隊(duì)乘勝追擊，整合形成了RTC技術(shù)，成為世界范圍內(nèi)以劣質(zhì)重油為原料丙烯產(chǎn)率最高的工業(yè)化催化裂化技術(shù)。目前，該技術(shù)申請中國發(fā)明專利13件，申請涉外發(fā)明專利20件，已在美國、日本等國家和地區(qū)獲授權(quán)專利15件。
“宜油宜化”助力企業(yè)轉(zhuǎn)型
2023年6月，采用石科院RTC技術(shù)的300萬噸/年重油催化裂解裝置在中國石化安慶分公司投產(chǎn)。這是全球首套快速床催化裂解裝置，也是國內(nèi)最大規(guī)模的催化裂解裝置。實(shí)踐表明，RTC技術(shù)“粗糧細(xì)吃”能力突出，原料中加氫渣油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)50%以上;產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整靈活性高，可根據(jù)市場需求和加工需求實(shí)現(xiàn)“宜油宜化”，靈活切換生產(chǎn)化工料模式和汽油模式。在汽油模式下，汽油產(chǎn)率達(dá)36.9%，丙烯產(chǎn)率仍可達(dá)到15%，并具有進(jìn)一步壓減“柴汽比”的潛力;在生產(chǎn)化工料模式下，乙烯和丙烯產(chǎn)率分別為4.34%和19.14%，低碳烯烴和輕芳烴的選擇性約50%，為石化企業(yè)低成本“油轉(zhuǎn)化”開辟了新路徑。
2023年8月，RTC技術(shù)入選工信部發(fā)布的《石化化工行業(yè)鼓勵(lì)推廣應(yīng)用的技術(shù)和產(chǎn)品目錄(第二批)》。2024年1月，RTC技術(shù)關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)“新型高效快速流化床催化裂解反應(yīng)器”入選2023年度能源行業(yè)十大科技創(chuàng)新成果。目前，RTC技術(shù)已技術(shù)許可6套工業(yè)裝置，總加工能力高達(dá)1740萬噸/年，其中1套已投產(chǎn)，3套300萬噸/年裝置在建，將有效保障我國石油化工行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈安全、助力石化企業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
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